MEMILIH ALAT UKUR LISTRIK

MEMILIH
ALAT UKUR LISTRIK
ELK-DAS.15
15 JAM
Penyusun :
TIM FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
DIREKTORAT PENDIDIKAN MENENGAH KEJURUAN
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
EDISI 2001
KATA PENGANTAR
Modul dengan judul “MEMILIH ALAT UKUR LISTRIK” merupakan
bahan ajar yang digunakan sebagai panduan praktikum peserta diklat
(siswa) Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) untuk membentuk salah satu
bagian dari kompetensi Penggunaan Alat Ukur Listrik pada Bidang Keahlian
Teknik Elektro.
Materi modul mencakup pemilihan amperemeter berdasarkan
tahanan dalamnya, pemilihan voltmeter berdasarkan sensitivitas dan
tahanan dalamnya, pemilihan alat ukur listrik berdasarkan kelasnya,
pemilihan alat ukur listrik berdasarkan batas ukurnya, dan pemilihan alat ukur
berdasarkan jenisnya. Susunan modul terdiri dari tujuan diklat, kegiatan
belajar, dan evaluasi. Dalam kegiatan belajar terdapat lembar informasi,
lembar kerja, dan lembar latihan.
Modul ini terkait dengan modul lain yang membahas simbol-simbol
dari lat ukur listrik baik AC maupun DC dan prinsip kerja dari alat ukur listrik
sehingga sebelum menggunakan modul ini siswa diwajibkan telah
mengetahui berbagai macam jenis alat ukur listrik, misalnya : Ampere meter,
Voltmeter, Galvanometer dan lain sebagainya.
Yogyakarta,
Nopember 2001
Penyusun.
Tim Fakultas Teknik
Universitas Negeri Yogyakarta
ii
DESKRIPSI JUDUL
Modul ini membahas tentang pemilihan berbagai macam dari alat
ukur listrik yang digunakan oleh peserta diklat dalam melaksanakan proses
belajar mengajar yang berhubungan dengan modul ini sendiri maupun
dengan modul lain baik pada skala laboratorium (praktikum) maupun pada
implementasi di lapangan.
Modul memilih Alat Ukur Listrik merupakan modul teori dan atau
praktikum. Secara lengkap materi modul ini terdiri dari pemilihan
amperemeter
berdasarkan
tahanan
dalamnya,
pemilihan
voltmeter
berdasarkan sensitivitas dan tahanan dalamnya, pemilihan alat ukur listrik
berdasarkan kelasnya, pemilihan alat ukur listrik berdasarkan batas ukurnya,
dan pemilihan alat ukur berdasarkan jenisnya.
Dengan menguasai modul
ini, maka peserta diklat akan mampu menguasai teknik-teknik pemilihan
alat ukur listrik yang dibahas dalam lima kegiatan belajar tersebut.
.
iii
PETA KEDUDUKAN MODUL
iv
PRASYARAT
Untuk melaksanakan modul MEMILIH ALAT UKUR LISTRIK
memerlukan kemampuan awal yang harus dimiliki peserta diklat, yaitu :
v Menguasai dan mengetahui berbagai macam simbol dari alat
ukur listrik.
v Memahami dan mengetahui data teknis dari berbagai jenis
alat ukur listrik.
v Memahami prinsip kerja dari alat ukur listrik.
v Menguasai hukum Kirchoff, hukum Ohm.
v Mampu membuat rangkaian listrik dengan menggunakan
berbagai macam alat ukur listrik.
.
v
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................................ ii
DESKRIPSI JUDUL
...................................................................................... iii
PETA KEDUDUKAN MODUL ...................................................................... iv
PRASYARAT
................................................................................................. v
DAFTAR ISI
................................................................................................. vi
PERISTILAHAN/ GLOSSARY ...................................................................... viii
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ......................................................... ix
TUJUAN .......................................................................................................... x
1. Tujuan Akhir
.................................................................................... x
2. Tujuan Antara .................................................................................... x
KEGIATAN BELAJAR 1 ................................................................................ 1
Lembar Informasi .................................................................................. 1
Lembar Kerja
........................................................................................ 2
Kesehatan dan Keselamatan Kerja ..................................................... 2
Langkah Kerja
....................................................................................... 3
Lembar Latihan ....................................................................................... 5
KEGIATAN BELAJAR 2 ................................................................................ 6
Lembar Informasi .................................................................................. 6
Lembar Kerja
........................................................................................ 8
Kesehatan dan Keselamatan Kerja ..................................................... 8
Langkah Kerja
....................................................................................... 8
Lembar Latihan ....................................................................................... 9
KEGIATAN BELAJAR 3 ............................................................................... 11
Lembar Informasi .................................................................................. 11
vi
Lembar Kerja
........................................................................................ 12
Kesehatan dan Keselamatan Kerja ..................................................... 12
Langkah Kerja
....................................................................................... 13
Lembar Latihan ....................................................................................... 15
KEGIATAN BELAJAR 4 ................................................................................ 15
Lembar Informasi .................................................................................. 15
Lembar Kerja
........................................................................................ 17
Kesehatan dan Keselamatan Kerja ..................................................... 17
Langkah Kerja
....................................................................................... 18
Lembar Latihan ....................................................................................... 21
KEGIATAN BELAJAR 5 ................................................................................ 22
Lembar Informasi .................................................................................. 22
Lembar Kerja
........................................................................................ 23
Kesehatan dan Keselamatan Kerja ..................................................... 24
Langkah Kerja
....................................................................................... 24
Lembar Latihan ....................................................................................... 26
LEMBAR EVALUASI .................................................................................... 27
LEMBAR KUNCI JAWABAN ...................................................................... 28
Kunci Jawaban Kegiatan Belajar 1 ...................................................... 28
Kunci Jawaban Kegiatan Belajar 2 ...................................................... 28
Kunci Jawaban Kegiatan Belajar 3 ...................................................... 28
Kunci Jawaban Kegiatan Belajar 4 ...................................................... 29
Kunci Jawaban Kegiatan Belajar 5 ...................................................... 29
Kunci Jawaban Lembar Evaluasi
....................................................... 29
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 31
vii
PERISTILAHAN / GLOSSAARY
Tahanan Dalam, yaitu suatu nilai hambatan atau resistansi yang terdapat
di dalam suatu alat ukur.
Sensitivitas, yaitu
kepekaan dari suatu alat ukur dalam suatu
pengukuran.
Transformator Arus, yaitu suatu lilitan atau hamabatan yang terdapat
dalam suatu alat ukur yang fungsinya digunakan untuk
menurunkan arus.
Transformator tegangan, yaitu suatu lilitan atau hamabatan yang terdapat
dalam suatu alat ukur yang fungsinya digunakan untuk
menurunkan tegangan.
vii
i
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan modul ini, antara lain :
1. Bacalah tujuan akhir dan tujuan antara dengan seksama.
2. Bacalah dengan seksama lembar informasi pada masing-masing
kegiatan belajar.
3. Cermatilah setiap kebutuhan alat dan bahan yang diperlukan.
4. Jawablah pertanyaan pada lembar latihan pada masing-masing kegiatan
belajar, cocokkanlah dengan kunci jawabannya yang telah tersedia pada
lembar kunci jawaban.
5. Jawablah pertanyaan pada lembar pada evaluasi, cocokkanlah dengan
kunci jawabannya yang telah tersedia pada lembar kunci jawaban.
ix
TUJUAN
1. Tujuan Akhir
Setelah selesai melaksanakan kegiatan belajar ini, peserta
diklat diharapkan mampu :
Memilih alat ukur listrik berdasarkan :
tahanan dalamnya, kelasnya, batas ukurnya, dan jenisnya dengan tepat
dan benar sesuai dengan kebutuhanya.
2. Tujuan Antara
Setelah selesai melaksanakan kegiatan belajar peserta diklat
diharapkan dapat :
a. Melakukan pemilihan amperemeter berdasarkan tahanan dalamnya
dengan benar.
b. Melakukan pemilihan voltmeter berdasarkan tahanan dalamnya
dengan benar.
c. Melakukan pemilihan alat ukur listrik berdasarkan kelasnya dengan
benar.
d. Melakukan pemilihan alat ukur listrik berdasarkan batas ukurnya
dengan benar.
e. Melakukan pemilihan alat ukur listrik berdasarkan jenisnya dengan
benar.
x
KEGIATAN BELAJAR I
PEMILIHAN AMPEREMETER
BERDASARKAN TAHANAN DALAMNYA
Lembar Informasi
Setiap alat ukur listrik mempunyai tahanan dalam dengan ukuran
berbeda-beda. Demikian juga amperemeter mempunyai tahanan dalam
yang
besarnya
yang
berbeda-beda
pula.
Gambar
1
di
bawah
memperlihatkan rangkaian Amperemeter DC dengan tahanan dalam RA,
dengan sumber tegangan DC Vs dan tahanan beban RB.
Gambar 1. Rangkaian Amperemeter DC
Dengan memperhitungkan tahanan dalam Amperemeter, arus I
yang terukur Amperemeter besarnya :
Vs
I = ------------
…………………
RA + RB
I . RA + I .RB = Vs
I . RA = Vs – I . RB
1
(1)
Vs – I . RB
RA = ----------------
………………
(2)
I
Apabila Vs, I dan RB diketahui, maka besarnya tahanan dalam RA dapat
dihitung.
Dari persamaan (1) diatas jika tahanan dalam Amperemeter jauh
lebih kecil daripada tahanan beban, maka tahanan dalam Amperemeter
dapat diabaikan, karena pengaruhnya sangat kecil terhadap besarnya
arus yang terukur Amperemeter.
Tetapi jika besarnya tahanan dalam Amperemeter sama atau lebih
besar dari tahanan beban, maka tahanan dalam harus diperhitungkan
sesuai dengan persamaan (1).
Jadi
semakin
kecil
tahanan
dalam
Amperemeter,
maka
akan
semakin teliti hasil pengukurannya.
Lembar Kerja
Alat dan Bahan
1. Amperemeter DC dengan tahanan dalam yang berlainan .. 4 buah
2. Tahanan 100 Ω ……………………………………………….. 1 buah
3. Tahanan 2 KΩ ………………………………………………… 1 buah
4. Sumber tegangan DC ………………………………………… 1 buah
5. Kabel penghubung ……………………………………… secukupnya
6. Saklar kutub satu ……………………………………………… 1 buah
Keselamatan dan Kesehatan Kerja
1. Letakkanlah peralatan pada posisi yang aman di meja praktikum.
2. Saat
menghubungkan alat ukur kutub positip dan negatip jangan
terbalik.
3. Aturlah
posisi batas ukur sesuai dengan nilai yang akan diukur,
untuk lebih amannya pada posisi batas ukur yang lebih besar.
2
4. Dalam membuat rangkaian biasakan membedakan warna kabel
penghubung pada terminal positip dan negatip.
5. Pada awalnya sumber tegangan diatur 0 Volt dan saklar dalam
keadaan terbuka.
Langkah Kerja
1. Siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan.
2. Buatlah
rangkaian seperti gambar di bawah, dengan RB sebesar
100 Ω dan tegangan sumber Vs pada posisi minimum (0 Volt).
Gambar 2. Pengukuran Arus Dengan Tahanan Dalam
Amperemeter Yang Berbeda
3. Tutuplah saklar S,
sehingga amperemeter
kemudian aturlah sumber tegangan
Vs
menunjuk di tengah skala.
4. Amatilah penunjukkan amperemeter dan besar tegangan sumber,
catat
hasilnya pada tabel pengamatan.
5. Matikanlah sumber tegangan, dan gantilah ampermeternya dengan
ampermeter lain yang tahanan dalamnya berbeda.
6. Ulangilah langkah 2 sampai dengan 5.
3
7. Matikanlah sumber tegangan Vs, dan lepas RB 100 Ω diganti
dengan RB sebesar 2 KΩ.
8. Ulangi langkah 2 sampai dengan 7 untuk amperemeter C dan D
dan masukkan hasilnya dalam tabel pengamatan.
9. Matikanlah sumber tegangan kemudian lepaslah rangkaian dan
kembalikan semua alat dan bahan ke tempat semula dengan rapi.
Tabel1. Pengukuran Sumber dan Arus
rangkaian kemudian mencari IB
dan RA
Alat Ukur
Amperemeter
RB
Vs
I
(Ω)
(VOLT)
(mA)
100
A
2000
Amperemeter
100
B
2000
Amperemeter
100
C
2000
Amperemeter
100
D
2000
4
Vs
IB =
RB
RA =
Vs − IRB
I
Lembar Latihan
1. Apakah tahanan dalam dari suatu alat ukur listrik itu ?
2. Bagaimanakah pengaruh tahanan dalam meter terhadap hasil
pengukurannya ?
3. Tahanan dalam yang bagaimana yang dapat diabaikan pada
Amperemeter ?
4. Tahanan
dalam
yang
bagaimana
yang
harus
diperhitungkan
dalam Amperemeter ?
5. Tuliskanlah rumus untuk mencari tahanan dalam Amperemeter !
5
KEGIATAN BELAJAR II
PEMILIHAN VOLTMETER
BERDASARKAN SENSITIVITAS DAN TAHANAN DALAM
Lembar Informasi
Setiap Voltmeter mempunyai sensitivitas atau kepekaan yang diberi
lambang S. Sensitivitas volt meter merupakan faktor penting dalam
pemilihan
alat
ukur
untuk
pengukuran
dengan sensitivitas rendah dapat
tegangan
tertentu.
Voltmeter
mengukur tegangan dalam rangkaian-
rangkaian tahanan rendah, tetapi untuk pembacaan dalam rangkaianrangkaian tahanan tinggi kurang tepat..
Jika volt meter dihubungkan
antara dua titik dalam sebuah rangkaian tahanan tinggi, maka voltmeter
tersebut bertindak sebagai shunt
dalam
rangkaian.
Dengan
dan akan memperkecil tahanan ekivalen
demikian
voltmeter
akan
menghasilkan
penunjukan tegangan yang lebih rendah dari yang sebenarnya. Efek ini
disebut efek pembebanan instrumen, hal ini terutama pada voltmeter
dengan sensitivitas rendah.
Tahanan dalam Voltmeter dapat dihitung
dengan rumus :
Rm = S . BU
………………………
(1)
dimana Rm : Tahanan dalam meter (Ω)
S
: Sensitivitas (Ω/V)
BU
: Batas ukur (V)
Misalnya sebuah Voltmeter mempunyai sensitivitas 2000 Ω/V. Bila batas
ukurnya 100 Volt, maka tahanan dalam Voltmeter tersebut adalah
Rm = S . BU
Rm = 2000 Ω/V. 100 V
Rm = 200.000 Ω
Rm = 200 kΩ.
6
Gambar
di
bawah
memperlihatkan
sebuah
Voltmeter
untuk
mengukur tegangan diantara titik A – B.
R1 A
+
+
V
R2
B
Gambar 3. Pengukuran Tegangan dengan Voltmeter
Rangkaian di atas dapat diganti dengan rangkaian ekivalennya yaitu :
Besarnya Rp = R1 + R2
VS
+
V
V
V
Rp
+
Vs
adalah
Rm
diukur, sedang V adalah tegangan yang
terbaca
V=
tegangan
pada
sebenarnya
Voltmeter
yang
;
Rm
xVs
Rm + Rp
Gambar 4. Rangkaian Ekivalen Pengukuran Tegangan
Vs = V ( I + Rp/Rm)
Vs = V + V (Rp/ Rm)
………….……………………
(2)
Dari persamaan (1) dapat dijelaskan bahwa semakin besar tahanan dalam
Voltmeter (Rm), harga tegangan Voltmeter (V) akan semakin mendekati
harga
tegangan
sebenarnya
(Vs),
Hal
ini
berarti
hasil
pengukuran
Voltmeter akan semakin teliti.
Dari persamaan (1) terlihat bahwa Rm berbanding lurus dengan S.
Hal ini berarti semakin besar sensitivitas Voltmeter akan semakin teliti
hasil pengukuran Voltmeter tersebut.
7
Lembar Kerja
Alat dan Bahan
1. Voltmeter DC, S = 4000 Ω/V, BU = 1 – 10 Volt ……. 1 buah
2. Voltmeter DC, S = 20.000 Ω/v, BU = 1 - 10 Volt
3. Tahanan 20 kΩ
…… 1 buah
……………………………………….
4. Sumber tegangan DC
2 buah
…………………………………. 1 buah
5. Kabel penghubung
………………………………… secukupnya
6. Saklar 1 kutub
………………………………………. 1 buah
Keselamatan Kerja
1. Letakkanlah peralatan pada posisi yang aman di meja praktikum.
2. Saat menghubungkan alat ukur kutub positip dan negatip jangan
terbalik.
3. Aturlah posisi batas ukur sesuai dengan nilai yang akan diukur,
untuk lebih amannya pada posisi batas ukur yang lebih besar.
4. Dalam membuat rangkaian biasakan membedakan warna kabel
penghubung pada terminal positip dan negatip.
5. Pada awalnya sumber tegangan diatur 0 Volt dan saklar dalam
keadaan terbuka.
Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah, voltmeter (V) yang
terpasang dengan sensitivitas 4000 Ω/V.
8
.
3. Aturlah sumber tegangan Vs pada posisi minimum ( 0 Volt).
4. Hubungkan saklar S, atur sumber tegangan Vs sebesar 5 Volt.
5. Amatilah penunjukkan voltmeter dan hasilnya masukkan pada
tabel
pengamatan.
6. Matikanlah
sampai
sumber
tegangan,
kemudian
ulangilah
langkah
d
langkah e dengan mengatur sumber tegangan Vs
sebesar 10 volt.
7. Ulangilah langkah f, dengan sumber tegangan Vs sesuai dengan
tabel
8. Buka
pengamatan.
kembali
Voltmeter
saklar
S,
gantilah
Voltmeter di atas dengan
lain yang sensitivitasnya 20.000 Ω/V.
9. Ulangilah langkah d sampai dengan g seperti di atas.
10. Lepaskanlah semua rangkaian dan kembalikan semua alat dan
bahan.
Tabel2. Pengamatan pemilihan voltmeter berdasarkan sensitivitas dan
tahanan dalam
No
Sumber Tegangan Vs
(Volt)
1
5
2
10
3
15
4
20
Voltmeter dengan
Voltmeter dengan
S = 4.000 Ω/V
S = 20.000 Ω/V
(Volt)
(Volt)
9
5
25
Lembar Latihan
1. Bagaimanakah rumus mencari tahanan dalam Voltmeter?
2. Bagaimanakah pengaruh sensitivitas terhadap hasil pengukuran
Voltmeter ?
3. Bagaimanakah pengaruh tahanan dalam meter terhadap hasil
pengukuran Voltmeter ?
4. Tahanan dalam Voltmeter yang bagaimana yang dapat diabaikan
?
5. Tahanan
dalam
Voltmeter
yang
bagaimana
yang
dapat
tahanan
dalam
diperhitungkan ?
6. Tuliskanlah
persamaan
yang
menjelaskan
Voltmeter berpengaruh terhadap hasil pengukuran Voltmeter !
10
KEGIATAN BELAJAR III
PEMILIHAN ALAT UKUR LISTRIK
BERDASARKAN KLASNYA
Lembar Informasi
Setiap alat ukur listrik mempunyai kelas tersendiri. Kelas suatu alat
ukur listrik menunjukkan besarnya kesalahan pengukuran alat tersebut.
Semakin
kecil
kelas
suatu
alat
pengukurannya akan semakin kecil.
ukur
listrik,
maka
kesalahan
Standar IEC mengklasifikasikan
dalam 8 kelas, yaitu kelas : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; dan 5. Hal
tersebut dimaksudkan bahwa kesalahan dari alat ukur tersebut
masing-
masing ± 0,05 %; ± 0,1 %; ± 0,2 %; ± 0,5 %; ± 1 %; ± 1,5 %; ± 2,5 %; dan
± 5 %. Misalnya Voltmeter mempunyai kelas 1, hasil pengukurannya
menunjuk 9 Volt, berarti hasil pengukurannya berada antara 9 Volt
- (1%
x 9 Volt) sampai 9 Volt + (1% x 9 volt), atau antara 8,91 Volt sampai 9,09
Volt.
Pemilihan
perencanaan
alat
dalam
ukur
untuk
penggunaan
kepentingan
peralatan
pengukuran,
diklasifikasikan
atau
dalam
4
golongan sesuai daerah pemakaiannya, yaitu :
1. Alat-alat ukur dari kelas 0,05; 0,1; 0,2 alat ukur ini termasuk
golongan alat ukur dengan ketelitian atau presisi yang tertinggi.
Biasanya ditempatkan secara stationer di dalam laboratorium,
dan
dipergunakan
untuk
eksperimen-eksperimen
yang
memerlukan presisi yang tinggi atau pada pengujian alat ukur
yang lainnya.
2. Alat ukur kelas 0,5 ; alat ukur ini mempunyai ketelitian dan presisi
pada tingkat berikutnya dari kelas 0,2, biasanya dipergunakan
untuk pengukuran-pengukuran presisi.
11
3. Alat ukur kelas 1,0; alat ukur ini mempunyai ketelitian dan presisi
pada tingkat lebih rendah dari alat ukur kelas 0,5, biasanya
dipergunakan pada alat ukur portable yang kecil atau alat-alat
ukur yang ditempatkan pada panel yang besar.
4. Alat-alat ukur dari kelas 1,5; 2,5; dan 5; alat ukur ini dipergunakan
pada panel-panel di mana ketelitian serta presisi dari alat ukur
tersebut tidak begitu penting.
Lembar Kerja
Alat Dan Bahan
1. Voltmeter DC kelas 0.5 BU 10 Volt ……………..
1 buah
2. Voltmeter DC kelas 1.0 BU 10 Volt ……………..
1 buah
3. Voltmeter DC kelas 1.5 BU 10 Volt ……………..
1 buah
4. Voltmeter DC kelas 2,5 BU 10 Volt ……………..
1 buah
5. Miliamperemeter DC kelas kelas 0,5 BU 100 mA …
1 buah
6. Miliamperemeter DC kelas kelas 1 BU 100 mA …
1 buah
7. Miliamperemeter DC kelas kelas 1,5 BU 100 mA …
1 buah
8. Miliamperemeter DC kelas kelas 2,5 BU 100 mA …
1 buah
9. Sumber tegangan DC variabel ………………………
1 buah
10. Saklar satu kutub ……………………………………..
1 buah
11. Batu baterai 9 Volt …………………………………….
1 buah
12. Resistor 100 Ω ………………………………………...
1 buah
13. Kabel penghubung ………………………………….
secukupnya
14. Kotak terminal .
Keselamatan Kerja
1. Letakkanlah peralatan pada posisi yang aman di meja praktikum.
2. Saat
menghubungkan alat ukur kutub positip dan negatip jangan
terbalik.
3. Aturlah posisi batas ukur sesuai dengan nilai yang akan diukur,
untuk lebih amannya pada posisi batas ukur yang lebih besar.
12
4. Dalam membuat rangkaian biasakan membedakan warna kabel
penghubung pada terminal positip dan negatip.
5. Pada awalnya sumber tegangan diatur 0 Volt dan saklar dalam
keadaan terbuka.
Langkah Kerja
Percobaan Voltmeter
1. Siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan.
2. Ukurlah batu baterai dengan voltmeter kelas 0,5.
3. Catatlah harga yang ditunjukkan
Voltmeter
tersebut ke dalam
Tabel 3.
4. Ulangilah langkah 2 sampai dengan 3 untuk
kelas 1 dan
voltmeter dengan
kelas 1,5, dan kelas 2,5.
Tabel 3. Pengukuran sumber tegangan dengan klas meter yang berbeda
Alat Ukur
Hasil Pengamatan Tegangan
Voltmeter kelas 0.5
Voltmeter kelas 1.0
Voltmeter kelas 1.5
Voltmeter kelas 2.5
Percobaan Amperemeter
1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah, dengan RB sebesar
100 Ω, amperemeter A dengan kelas 0,5.
13
Gambar 5. Pengukuran Arus Dengan Klas Alat Ukur yang Berbeda
2. Aturlah posisi saklar S dalam keadaan terbuka, sumber tegangan
Vs dalam posisi minimum (0 Volt)
3. Hubungkanlah saklar S, kemudian aturlah sumber tegangan Vs
sebesar
8
Volt,
am ati
penunjukkan
amperemeter,
catatlah
hasilnya dan masukkan dalam Tabel 4.
4. Matikanlah sumber tegangan Vs, dan gantilah amperemeter kelas
0,5 dengan amperemeter kelas 1.
5. Ulangilah langkah 2 sampai dengan 3.
6. Matikanlah sumber tegangan Vs,
dan gantilah amperemeter
kelas 1 dengan amperemeter kelas 1,5 dan kelas 2,5
7. Ulangilah langkah 2 sampai dengan 3.
8. Matikan
sumber
tegangan
dan
buka
rangkaian,
kembalikan
semua alat dan bahan.
Tabel 4. Pengukuran Arus dengan klas meter yang berbeda
Alat Ukur
Hasil Pengamatan Arus (mA)
Amperemeter kelas 0.5
Amperemeter kelas 1.0
Amperemeter kelas 1.5
Amperemeter kelas 2.5
14
Lembar Latihan
1. Apakah artinya kelas suatu alat ukur listrik itu ?
2. Kelas alat ukur yang bagaimana yang paling baik ?
3. Suatu Voltmeter kelas 1 menunjukkan 10 Volt. Bagaimana hasil
pengukuran Voltmeter tersebut ?
15
KEGIATAN BELAJAR IV
PEMILIHAN ALAT UKUR
BERDASARKAN BATAS UKURNYA
Lembar Informasi
Setiap alat ukur listrik pasti mempunyai batas ukur tertentu. Batas
alat ukur listrik adalah batas daerah skala pembacaan
dari alat ukur itu
sendiri. Batas ukur alat ukur listrik akan mempengaruhi ketelitian hasil
pengukuran,
oleh
karena
itu
untuk
memperoleh
ketelitian
pengukuran yang baik haruslah dipilih batas ukur yang tepat
hasil
sesuai
dengan skala dan besar besaran listrik yang diukur. Apabila batas ukur
yang dipilih lebih kecil dari pada yang diukur, maka dapat menyebabkan
kerusakan pada alat ukur tersebut. Sedangkan jika batas ukur yang dipilih
terlalu besar dibandingkan dengan besaran yang diukur, maka hasil
pengukuranya menjadi kurang teliti. Untuk mencegah kerusakan alat ukur
listrik, maka sebelum pengukuran dilakukan harus diperhitungkan lebih
dahulu besarnya besaran listrik yang diukur. Misalnya mengukur sumber
tegangan DC dari batu baterai, akumulator bisa melihat pada ukuran yang
tertulis
pada
sumber
tersebut.
Apabila
mengukur
arus
listrik
pada
rangkaian, maka dapat dihitung menggunakan I = V/R dan sebagainya.
Cara menentukan batas ukur dalam pengukuran listrik adalah
sebagai berikut :
1. Untuk pengukuran arus, tegangan dan daya listrik, batas ukur alat
(instrumen) yang paling baik adalah bila pembacaan jarum meter
pada
kedudukan maksimum pada daerah skala pengukuran.
Pembacaan jarum meter pada skala dibawah 20% dari daerah
skala pembacaan adalah kurang teliti, oleh sebab itu pilihlah alat
ukur yang daerah pembacaannya di atas 20% dari daerah skala
pembacaan. Untuk pembacaan di bawah 20% dari
16
skala,
sebaiknya menggunakan instrumen yang batas ukurnya lebih
rendah.
2. Untuk pengukuran tahanan, pilihlah instrumen yang mempunyai
pembacaan jarumnya di daerah tengah skala pembacaan.
3.
Untuk pengukuran tegangan dan arus yang tinggi, bila tidak
tersedia batas ukur yang cocok, dapat menggunakan instrumen
batas
ukur
rendah
disambung
tahanan
Shunt,
seri
atau
transformator arus, transformator tegangan sesuai besaran yang
diukur.
Lembar Kerja
Alat Dan Bahan
1.
Voltmeter DC BU = 10 Volt ………………… 1 buah
2.
Voltmeter DC BU = 30 Volt ………………… 1 buah
3.
Voltmeter DC BU = 50 Volt ………………… 1 buah
4.
Miliamperemeter DC BU = 10 mA ………… 1 buah
5.
Miliamperemeter DC BU = 30 mA ………… 1 buah
6.
Miliamperemeter DC BU = 50 mA ………… 1 buah
7.
Multimeter ………………………………………..1 buah
8.
Sumber tegangan DC variabel ……………….. 1 buah
9.
Saklar satu kutub ………………………………. 1 buah
10. Batu Baterai 9 Volt …………………………….. 1 buah
11. Batu Baterai 6 Volt …………………………….. 1 buah
12. Tahanan 1000 Ω ……………………………….. 1 buah
13. Tahanan 500 Ω ………………………………. 1 buah
14. Kabel penghubung …………………………….. secukupnya
15. Kotak terminal …………………………………. Secukupnya
Keselamatan Kerja
1. Letakkanlah peralatan pada posisi yang aman di meja praktikum.
17
2. Saat
menghubungkan alat ukur kutub positip dan negatip jangan
terbalik.
3. Aturlah posisi batas ukur sesuai dengan nilai yang akan diukur,
untuk lebih amannya pada posisi batas ukur yang lebih besar.
4. Dalam membuat rangkaian biasakan membedakan warna kabel
penghubung pada terminal positip dan negatip.
Langkah Kerja
1. Siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan.
2. Ukurlah tegangan batu baterai 9 volt
dengan Voltmeter DC BU
10 Volt. hasilnya masukan dalam Tabel 5.
3. Ulangilah langkah 2 dengan menggunakan Voltmeter DC dengan
BU
30 Volt dan voltmeter DC dengan BU 50 volt.
4. Ulangilah langkah 2 sampai dengan 3 untuk batu baterai 6 volt.
Tabel 5. Percobaan penggunaan Voltmeter dengan BU yang berbeda
BU
Sumber Tegangan
Hasil Pengukuran
Selisih
Voltmeter
(Vs)
(V)
( Vs – V)
10 Volt
Batu baterai 9 volt
Batu baterai 6 volt
30 Volt
Batu baterai 9 volt
Batu baterai 6 volt
50 Volt
Batu baterai 9 volt
Batu baterai 6 volt
5. Ukurlah tahanan 500 Ω dengan multimeter pada posisi saklar
pemilih
1Ω,
catat
hasilnya
dan
masukkan
dalam
tabel
pengamatan.
6. Ulangilah langkah 5 dengan posisi saklar pemilih pada
dan x 1 K Ω.
18
x 10 Ω,
7. Ulangilah langkah 5
sampai
dengan
6
untuk tahanan sebesar
1000 Ω.
Tabel 6 . Percobaan penggunaan Ohmmeter dengan BU yang berbeda
BU
Tahanan
Hasil Pengukuran
Selisih
Ohmmeter
(R)
(Rp)
(R–Rp)
X 1Ω
500 Ω
1000 Ω
X 10 Ω
500 Ω
1000 Ω
X 1 KΩ
500 Ω
1000 Ω
7. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah.
Gambar 6. Pengukuran Arus dengan Batas Ukur
Amperemeter yang Berbeda
8. Posisikanlah saklar S dalam keadaan terbuka, RB = 900
Ω
sumber
tegangan Vs dalam
posisi
minimum, amperemeter dengan
BU 10 mA.
9. Hubungkanlah saklar S, atur sumber tegangan Vs sebesar 9 Volt,
amati penunjukkan amperemeter, catat hasilnya dan
masukkan
dalam Tabel 7.
10. Matikanlah saklar S, dan gantilah amperemeter BU 10 mA
dengan amperemeter BU 30 mA.
19
11. Hubungkanlah
saklar
S,
amatilah
dan
catat
penunjukan
amperemeter pada Tabel 7.
12. Ulangilah
langkah 10 sampai dengan l untuk amperemeter
dengan BU 50 mA
13. Bukalah saklar S, dan gantilah tahanan
900 Ω dengan tahanan
1000 Ω
14. Hubungkanlah
saklar
S
amati
dan
catatlah
penunjukan
amperemeter dengan BU 10 mA pada Tabel 7.
15. Matikanlah sumber tegangan Vs,
dan gantilah amperemeter BU
10 mA dengan amperemeter BU 30 mA.
16. Hidupkanlah
sumber
tegangan
dan
catat
penunjukan
amperemeter BU 30 mA pada Tabel 7.
17. Ulangilah
langkah
15
sampai dengan 16 untuk amperemeter
BU 50 mA.
18. Matikanlah sumber tegangan dan bukalah rangkaian, kembalikan
semua alat dan bahan.
Tabel 7. Percobaan penggunaan Amperemeter dengan BU yang
berebeda
BU
Beban R
I
I
Selisih
Miliampere
(Ω)
Perhitungan
Pengukuran
(Ip – Iu)
(Ip = 9 volt/R)
(Iu)
10 mA
900 Ω
1000 Ω
30 mA
900 Ω
1000 Ω
50 mA
900 Ω
1000 Ω
20
Lembar Latihan
1. Bagaimanakah memilih batas ukur instrument yang baik agar
diperoleh hasil pengukuran yang teliti ?
2. Bagaimanakah
caranya
mengukur
arus
atau tegangan yang
tinggi, bila tidak tersedia batas ukur yang cocok ?
21
KEGIATAN BELAJAR V
PEMILIHAN ALAT UKUR BERDASARKAN JENISNYA
Lembar Informasi
Alat ukur listrik
dalam
penggunaan
digunakan
arus
untuk arus searah dan arus bolak-balik;
bolak-balik
hal-hal
yang
mempengaruhinya
adalah frekuensi, bentuk gelombang, induksi pada frekuensi tinggi dan
sebagainya.
Jika digunakan untuk arus searah maupun untuk arus bolak-
balik, maka harus dipilih alat ukur yang mempunyai pemakaian daya
sendiri sekecil
mungkin, sehingga tidak mempengaruhi rangkaian listrik
yang diukur. Kadang-kadang perlu diperhatikan pengaruh temperatur dan
medan magnit pada alat ukur tersebut.
Setiap jenis alat ukur mempunyai karakteristik tersendiri, misalnya
sebagai berikut :
1. Alat ukur listrik jenis kumparan putar dengan medan magnet
tetap
mempunyai karakteristik :
a. Hanya dapat digunakan untuk pengukuran arus searah.
b. Mempunyai ketelitian yang tinggi.
c. Pemakaian dayanya sedikit.
d. Mempunyai skala yang uniform.
e. Tidak mempunyai kerugian histerisis.
f.
Mempunyai
medan
magnit
yang
kuat,
sehingga
tidak
terpengaruh medan magnit luar.
g. Mempunyai kesalahan yang ditimbulkan oleh usia pegas dan
magnit permanennya.
h. Untuk mengukur arus yang kecil dan sedang.
2. Alat ukur jenis besi putar mempunyai karakteristik :
a. Dapat digunakan untuk pengukuran arus searah maupun bolak
balik.
22
b. Mempunyai ketelitian yang rendah.
c. Untuk mengukur arus yang sedang dan besar.
d. Sederhana dan kuat dalam konstruksi
e. Mempunyai kerugian histerisis.
3. Alat ukur jenis elektrodinamis mempunyai karakteristik :
a. Dapat digunakan untuk pengukuran arus bolak-balik maupun
arus searah.
b. Mempunyai ketelitian yang tinggi.
c. Pemakaian dayanya tinggi.
d. Banyak digunakan pada wattmeter.
4. Alat ukur jenis induksi mempunyai karakteristik :
a. Mempunyai konstruksi sederhana dan kokoh.
b. Mudah dibuat dengan skala pembacaan yang lebar
c. Mempunyai skala pembacaan yang lebar
d. Tidak terlalu terpengaruh oleh medan magnit luar.
e. Menyerap daya yang besar.
f. Hanya dapat digunakan untuk alat ukur AC.
Lembar Kerja
Alat dan Bahan
1. Voltmeter DC jenis besi putar…………………………
1 buah
2. Voltmeter DC jenis kumparan putar ………………….
1 buah
3. Amperemeter DC jenis besi putar……………………..
1 buah
4. Amperemeter DC jenis kumparan putar………………
1 buah
5. Sumber tegangan DC ………………………………….
1 buah
6. Saklar satu kutub………………………………………..
1 buah
7. Batu baterai 9 Volt ……………………………………...
1 buah.
8. Batu baterai 6 Volt ……………………………………..
1 buah.
9. Tahanan 300 Ω dan 1000 Ω …………………………. @ 1 buah.
10. Kabel penghubung ……………………………………. secukupnya
11. Kotak terminal.
23
Keselamatan Kerja
1. Letakanlah peralatan pada posisi yang aman di meja praktikum.
2. Saat
menghubungkan alat ukur kutub positip dan negatip jangan
terbalik.
3. Aturlah posisi batas ukur sesuai dengan nilai yang akan diukur,
untuk lebih amannya pada posisi batas ukur yang lebih besar.
4. Dalam membuat rangkaian biasakan membedakan warna kabel
penghubung pada terminal positip dan negatip.
Langkah Kerja
1. Siapkanlah alat dan bahan yang diperlukan.
2. Ukurlah tegangan batu baterai dengan Voltmeter DC jenis besi
putar, catatlah hasilnya dan masukkan dalam tabel pengamatan.
3. Ukurlah
tegangan
batu
baterai
dengan
Voltmeter
DC
jenis
kumparan putar, catatlah hasilnya dan masukkanlah dalam tabel
pengamatan.
4. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah :
Gambar 7. Rangkaian Pengukuran dengan Jenis Alat Ukur yang Berbeda
5. Aturlah posisi saklar S dalam keadaan terbuka, RB = 300
Ω
sumber tegangan Vs dalam posisi minimum, amperemeter yang
digunakan jenis besi putar.
24
6. Hubungkanlah saklar S, atur sumber tegangan Vs sebesar 10
Volt, amatilah penunjukkan amperemeter, catatlah hasilnya dan
masukkanlah dalam tabel pengamatan.
7. Bukalah saklar S, dan gantilah amperemeter jenis besi putar
dengan jenis kumparan putar.
8. Hubungkanlah
saklar
S
amati
dan
catatlah
penunjukan
amperemeter pada tabel pengamatan.
9. Bukalah saklar S, dan gantilah tahanan RB 300 Ω dengan
tahanan 1000 Ω
10. Hubungkanlah
saklar
S,
amati
dan
catatlah
penunjukan
amperemeter pada tabel pengamatan.
11. Matikanlah sumber tegangan Vs,
dan gantilah amperemeter jenis
kumparan putar dengan amperemeter jenis besi putar.
12. Hidupkanlah
sumber
tegangan
dan
catatlah
penunjukan
amperemeter pada tabel pengamatan.
13. Matikanlah sumber tegangan dan bukalah semua rangkaian,
kemudian kembalikan semua alat dan bahan.
Tabel 8. Pengukuran dengan jenis alat ukur yang berbeda
Jenis Alat Ukur
Jenis Beban
Hasil
Pengukuran
Voltmeter jenis Besi Putar
Voltmeter jenis Kumparan Putar
Amperemeter jenis Besi Putar
Amperemeter
Putar
jenis
Batu Baterai 6 Volt
Volt
Batu Baterai 9 Volt
Volt
Batu Baterai 6 Volt
Volt
Batu Baterai 9 Volt
Volt
Tahanan RB300 Ω
.A
Tahanan RB 1000 Ω
A
Kumparan Tahanan RB 300 Ω
Tahanan RB 1000 Ω
25
A
A
Lembar Latihan
1. Sebutkan karakteristik alat ukur jenis kumparan putar !
2. Sebutkan karakteristik alat ukur jenis besi putar !
3. Sebutkan karakteristik alat ukur jenis dinamomer !
26
LEMBAR EVALUASI
A. Pertanyaan
1. Buatlah suatu rangkaian untuk mengukur besarnya tegangan
dengan
2
buah
voltmeter
mempunyai
sensitivitas
berbeda
kemudian bandingkanlah hasilnya dari kedua buah voltmeter
tersebut!
2. Buatlah suatu rangkaian untuk mengukur besarnya tegangan
atau arus
dengan menggunakan alat ukur yang mempunyai
jenis dan karakteristik berbeda kemudian bandingkanlah hasil
pengukuran untuk tiap alat ukurnya!
B. Kriteria Kelulusan
Kriteria
Skor
(1-10)
Bobot
Kebenaran
rangkaian
2
Kebenaran
Pengukuran
3
Kerapian
Pengukuran
3
Keselamatan
Kerja
1
Kecepatan
Kerja
1
Nilai Akhir
27
Nilai
Ket.
WL
(Wajib
Lulus)
≥ 70
LEMBAR KUNCI JAWABAN
Lembar Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar I
1. Tahanan dalam suatu alat ukur listrik adalah tahanan listrik yang
ada di dalam alat ukur listrik tersebut.
2. Akan mengurangi ketelitian dari hasil pengukuran.
3. Tahanan dalam yang jauh lebih kecil dari tahanan bebannya.
4. Tahanan dalam yang jauh lebih besar dari tahanan bebannya.
5. RA = Vs – I . RB
I
Lembar Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar II
1. Rm = S . BU
2. Semakin
besar
sensitivitas
Voltmeter,
semakin
teliti
hasil
pengukurannya.
3. Semakin besar tahanan dalam Voltmeter, semakin teliti hasil
pengukurannya.
4. Tahanan dalam yang jauh lebih besar dari tahanan bebannya.
5. Tahanan
dalam
yang
sama
atau
lebih
kecil
dari
tahanan
bebannya.
6. Vs = V + V(Rp/ Rm)
Lembar Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar III
1. Kelas suatu alat ukur listrik menunjukkan kesalahan pengukuran
alat ukur tersebut.
2. Kelas yang paling kecil.
3. Hasil pengukuran Voltmeter tersebut antara 9,9 sampai 10,1 Volt.
28
Lembar Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar IV
1. Dibedakan atas dua pengukuran :
o Untuk mengukur arus, tegangan dan daya listrik
dipilih
instrumen dengan batas ukur yang menunjukkan jarum
meter pada kedudukan maksimal dari skala.
o Untuk mengukur tekanan, dipilih batas ukur instrument yang
menunjukkan jarum meter pada daerah tengah skala.
2. Dapat diukur dengan batas ukur yang lebih rendah dengan
ditambahkan :
o Untuk mengukur arus dengan Amperemeter ditambahkan
tahanan Shunt atau trafo arus.
o Untuk mengukur tegangan dengan Voltmeter ditambahkan
tahanan seri atau trafo tegangan.
Lembar Kunci Jawaban Latihan Kegiatan Belajar V
1. - Hanya dapat digunakan untuk pengukuran arus searah.
- Mempunyai ketelitian yang tinggi.
- Untuk mengukur arus yang kecil dan sedang.
2. -
Dapat digunakan untuk pengukuran arus searah maupun bolak
balik.
- Mempunyai ketelitian yang rendah.
- Untuk mengukur arus yang sedang dan besar.
3. - Untuk mengukur daya pada rangkaian arus bolak balik.
Lembar Kunci Jawaban Evaluasi
1. Akan diperoleh suatu hasil pengukuran dari voltmeter dengan
sensitivas yang berbeda yang kemudian dari hasil pengukuran
tersebut dapat ditarik suatu kesimpulan. Adapun jawaban untuk
soal ini dapat dilihat pada lembar kerja di kegiatan belajar II
pada modul ini.
29
2. dihasilkan suatu hasil pengukuran dari suatu alat ukur yang
mempunyai jenis yang berbeda, misalnya Aperemeter jenis Besi
Putar
dengan
Voltmeter
jenis
elektrodinamis.
pengukuran
dari
amperemeter
kumparan
jenis
putar
Setelah
itu
setiap
alat
Kumparan
dengan
dapat
ukur
yang
Putar
atau
voltmeter
jenis
dibandingkan
hasil
mempunyai
fungsi
pengukuran yang sama dan dapat diambil suatu kesimpulan.
Adapun jawaban untuk soal ini dapat dilihat pada lembar kerja di
kegiatan belajar V pada modul ini.
30
DAFTAR PUSTAKA
A.J. Dirksen.(1981). Pelajaran Elektronika Jilid 1. Jakarta: Penerbit
Erlangga.
Cooper,
W
D.
Trans.
Elektronik dan
Sahat
Pakpahan
.(1985).
Instrumentasi
Teknik Pengukuran. Jakarta : Penerbit
Erlangga.
Errest O. Doebelin.(1983). Measurement System. Application and
Design.
Singapore : Mc Graw – Hill International Book.
Herry Sumual.(1988). Penuntun Praktek Laboratorium Listrik. Jakarta:
P2LPTK Dirjen Dikti Depdikbud.
Soedjana, S. (1979). Pengukuran dan Alat –alat Ukur Listrik. Jakarta :
Pradnya Paramita.
Warsito S.(1988). Teknik Ukur dan Piranti Ukur . Jakarta : Penerbit PT
Elex Media Komputindo.
31